基于热障涂层的La2Zr2O7材料改性研究进展

TG174; 随着航空发动机不断向高推重比、高性能方向发展,传统、单一的热障涂层(Thermal barrier coating,TBC)已经不能满足热端部件严苛的服役要求.锆酸镧(La2Zr2O7)具有熔点高、高温下结构稳定、低热导率等优点,具有极好的隔热性能,有望成为新一代热障涂层候选材料,但在实际应用中仍存在两大关键问题,即热膨胀系数低和断裂韧性差.因此,La2Zr2O7材料在服役过程中会因热失配而造成局部热应力集中,导致涂层过早剥落失效,严重影响涂层的服役寿命.国内外研究表明,对La2Zr2O7材料进行改性可以有效解决上述问题.为此,系统分析了关于La2Zr2O7材料改性的研究工作,将...

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Published in材料保护 Vol. 57; no. 3; pp. 50 - 69
Main Authors 张晓东, 王昊, 梁逸帆, 宋艺, 王铀
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150001 2024
Subjects
fracture toughness
thermophysical properties
La2Zr2O7
热物理性能
断裂韧性
nanostructure
high entropy
纳米结构
高熵
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Summary:TG174; 随着航空发动机不断向高推重比、高性能方向发展,传统、单一的热障涂层(Thermal barrier coating,TBC)已经不能满足热端部件严苛的服役要求.锆酸镧(La2Zr2O7)具有熔点高、高温下结构稳定、低热导率等优点,具有极好的隔热性能,有望成为新一代热障涂层候选材料,但在实际应用中仍存在两大关键问题,即热膨胀系数低和断裂韧性差.因此,La2Zr2O7材料在服役过程中会因热失配而造成局部热应力集中,导致涂层过早剥落失效,严重影响涂层的服役寿命.国内外研究表明,对La2Zr2O7材料进行改性可以有效解决上述问题.为此,系统分析了关于La2Zr2O7材料改性的研究工作,将La2Zr2O7材料改性总结为4类:第二相复合、稀土掺杂、纳米化和高熵化.重点介绍了 4种不同改性方式对La2Zr2O7材料热导率、热膨胀系数的影响及增韧机理,并对La2Zr2O7材料改性研究工作进行总结和展望,以为La2Zr2O7材料在热障涂层领域的应用提供理论支撑.
ISSN:1001-1560
DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0055